探索新工科背景下测控技术与仪器专业的复合型人才培养之路

付 芸 闫钰锋 田 明 王世峰 韩春晓

（长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022）

随着科技的飞速发展，社会的发展越来越依赖于复合型人才的培养，为适应现代化科技与经济综合化发展的趋势，用综合性的思维方法、知识结构、能力体系来解决跨学科的重大问题已成为大势所趋［1］。在新一轮科技和产业革命蓬勃发展的形势下，我国传统的高等教育在很大程度上已经不能适应新时代的发展需求，迫切需要建设和发展一批新兴工科和改造升级一批传统工科［2］。

在人工智能、大数据、 “互联网+”等新工科迅速发展的背景下，测控技术与仪器专业面临着新的挑战与机遇。长春理工大学光电工程学院“测控技术与仪器”专业，于2018年开始参与教育部首批新工科研究与实践项目，开展了新工科建设背景下仪器类专业转型升级的探索与实践。

1 国内高校教育模式的演变与发展

建国初期，我国赋予高等教育的职能主要是培养高级单一型专门人才，是实施高层次的专业化教育。根据社会经济发展中各行各业对专门人才需求的预测决定各专业类别的招生数量，学校按照各专业方向对学生进行专业化教育，毕业生按专业方向“对口就业”就成为高教运作的基本模式。教学模式为“灌输”式教育，注重“听、看”的训练，而忽略“做”的环节。

半个多世纪以来，单一型专门人才的培养模式曾经对促进社会经济的发展做出过贡献。但是，随着社会的进步，它的弊端也逐渐显现出来。因此，国务院关于《中国教育改革和发展纲要》中指出，高等教育要“努力培养高层次复合型人才”［3］。

科学技术的迅猛发展使多学科交叉融合、综合化的趋势日益增强，当今的科学技术成果无一不是多学科交叉、融合的结晶。建设和发展一批新兴工科和改造升级一批传统工科的任务十分迫切。如何培养出高质量的复合型人才以满足新形势的社会发展要求，成为摆在高等教育管理者面前十分突出的问题。

2 探索实现教育模式多元化的途径

社会的进步离不开所有学科专业的共同发展以及各个学科专业之间的相互支撑。社会的发展需要复合型人才，这就要求教育必须是多元化的。较早研究高等教育多样化的代表之一，克拉克·科尔（Clark Kerr）指出， “与单一化高等教育系统不同，多元化大学有若干个目标、若干种顾客服务，这个系统的基本特征是：不忠诚于任何一种信念，不只专注于任何单一的职能，各个部分处于最好是结合、其次是共存，或至少是接近的状态”［4］。

在新工科背景下，长春理工大学光电学院测控技术与仪器专业的教学工作中，就如何培养复合型人才做了积极探索。

2.1 根据课程结构，结合课程特点，采用多样化的教学方式。

测控技术与仪器专业是精密机械、电子、电路、光学、自动控制、计算机与信息技术等多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科，是我国仪器仪表行业唯一的本科专业。它的专业面很广，包括：仪器仪表设计制造、工业自动化控制、火箭导弹卫星的发射及监控、深海探测器、航空航天器等。学院根据培养方案完成了仪器类专业课程体系的梳理，考虑社会的需求，结合学生个体发展的需要，兼顾学科的发展规划，重新规划仪器类专业课程体系。由应用光学、仪器零件设计、仪器制造技术、误差理论与数据处理、仪器精度分析等课程组成专业课程群，旨在使学生掌握精密机械设计，以及光机设计的综合能力。重点以仪器制造技术、仪器零件设计等两门课程为例，进行了工程能力培养方法的探索与实践。

针对各门课程开展了多媒体教学、讨论式教学、实验教学、项目教学法等多种教学方式，并将线上授课与线下授课，在线实验与传统实验教学相结合开展多元化教学方式。

多样化的教学方式改变了传统教学方式的枯燥性，增加了学生对于课程的兴趣，扩展了学生知识获取途径，也能够以多种方式灵活应对各种突发状况，例如，在2020年的“新冠疫情”期间，网络教学就保证了教学活动的顺利开展。

2.2 增加实验室教学比重，培养学生实践动手能力。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》强调：注重学思结合，知行合一，坚持教育教学与生产劳动、社会实践相结合；加强实验室、校内外实习基地、课程教材等基础建设［5］。学院根据实际情况，适当增加了实验课程的比重，指导学生参加实验。在课程群的基础上建设了“多阶实验平台”，构建了仪器开发过程中由零件到部件，由光学结构和精密机械结构到光机系统总体的多阶实验系统，建立了逐级培养工程能力的实践课程体系。2020年度更新了仪器类课程的实验设备，改善了实验教学环境。解决了教学过程中实验项目无顺序、无层次的教学问题。

2.3 引入项目教学法，培养学生自主学习能力。

在测控技术与仪器专业基础课程的教学过程中，教学目的不是将现成知识技能传递给学生，而是在教师的指导下，学生自己去发现问题和解决问题。学生自行分成项目组，经过充分的讨论、研究和查阅资料后自己设计解决问题的方案；方案由老师审核并启发学生修改后，由学生按照既定的方案进行实验。学习的重点在于学习过程而非学习结果，在这个过程中锻炼了学生的查阅资料、给出方案、设计计算、绘图加工、动手实验的综合能力。教师已经不是教学中的主体地位，而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。将学习的决定权从教师转移给学生，培养了学生自主学习的能力，并能将学到的伦理知识应用于实践当中。

2.4 成绩考核方法的多元化

考试目的是考查学生的综合能力，而单一的闭卷考试形式是不能够完成的。

（1）考试形式多样化。考试形式多样化，除了书面考试之外，还有论文、答辩、设计制作，等等；试卷内容分为基础题、思考题、设计题等；考查形式有口头、书面等；考试方式有开卷考试、半开卷考试、闭卷考试等；考试地点也不局限于教室。除此之外，还有民主评议的考核方式。

总之，考试形式五花八门，评分标准也不是单一的，教师不单纯看学生的答案，而是考查学生理解问题的深度，推理过程的缜密，解题方法的新意。即使答案有错误，只要学生的推理过程严密、证据链完整、解析过程有层次、涉及的知识点足够全面，也是优秀。

（2）理论考核与实践考核相结合。实践的观点是辩证唯物主义认识论的首要的基本观点。理论考核与实践考核相结合能够从教与学两个方面促进教学过程，是提高学生理论知识和实践能力的前提。实践的考核办法可以依据学生的准备工作、参与度、总结报告等方面制定详细的量化考核指标［6］，再根据课程性质分配理论考核和实践考核的系数，两者加权求和作为总成绩。

（3）考试成绩与“大赛”成绩相结合。将学生参加“创新”大赛的成绩，以各种方式加入到学生毕业成绩之中，鼓励学生创新。

3 结束语

社会的进步与发展需要多样化的人才。一方面，社会分工逐步细化，单一型专门人才的优势会更加突出；另一方面，行业间的联系日益紧密，需要更多的复合型通用人才。培养复合型人才的前提条件是多元化的教育方式，在新工科的背景下实现多元化教育方式的途径包括：采取多元化的教学方法将因材施教和因需施教相结合，并且按照学生的个性发展需求提供不同的发展方向，实现复合型人才的培养目标。教育的多元化体现在教学方法的多元化、教学内容的多元化、教育手段的多元化以及成绩考核的多元化，它是对传统教育方式的改革。通过高校的教育体制改革探索一条实现教育模式多元化的道路，培养出优秀的多样化人才，为世界文明做出卓越的贡献是我们教育工作者的共同心愿，也是我们对中国高等教育的共同期盼。